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第一头克隆骡子。
第一匹克隆马。
图为韩国科学家成功克隆的世界上第一条克隆狗“斯纳皮”(右)及其“生身父亲”。图为多利羊之父威尔默特与已被制成标本的多利羊。
10年前的一个温暖夏夜,在苏格兰首府爱丁堡以南几英里的一个小山村里,一只“芬恩·多西特”种白绵羊出生了。从外形上看,这只小羊跟附近村庄每年夏天出生的数千只小羊没什么区别。但这只被取名为“多利”的母羊注定要成为一只与众不同的绵羊,因为它是利用一只成年母羊的乳腺细胞克隆出来的,它也是这个世界上第一个利用动物体细胞克隆出来的哺乳动物。
随着多利的诞生,1995年7月5日也成为一个现代科学史上具有里程碑意义的日子。不过10年之后,克隆技术的进展并不大,相反,科学家们对这一技术的质疑反而越来越多,克隆这项具有划时代意义的科学突破如今面临重重的危机。专题文字:高延晶
本报综合报道多利的出生,颠覆了人们长久以来关于动物繁殖的生物学教条,从此之后,全世界的科学界展开了一场“克隆竞赛”,各种各样的克隆动物纷纷登场。同时,一直被视为“幽灵”的人类克隆也频频被人提起。
整整10年过去了,现在越来越多的科学家开始质疑多利的真正意义——在10年前的那只小羊之后,数十只克隆哺乳动物先后问世,鼠、猫、牛、猪、马,直到最近的狗……但随着克隆动物越来越多,人们也越来越清楚:所有这些克隆动物都有着某种生理缺陷。
最大问题
克隆“质量”不过关
本报综合报道长期以来,克隆技术之所以吸引人,是因为人们认为克隆就像复印机一样,可以制造出跟“原版”一模一样的复制品,每一根毛发,甚至脾气性格都跟“原版”完全相同。但现实却是,所谓的克隆只是不同程度的基因复制,根本无法达到完全复制“原版”的效果。
例如,如果一个人花上数万美元为他去世的宠物猫进行克隆的话,他会惊讶地发现,他得到的小猫跟他的爱猫完全不同,不仅毛色发生了变化,举止性格也完全不一样。
不过对于克隆技术来说,“不像”只是表面的问题,真正严重的问题在于克隆的“质量”不过关。
从现有的例子看,所有克隆体都比“原版”短命,例如多利只活了6年,而绵羊的正常寿命应该是12年左右。此外,由于克隆体是在非自然的过程中完成的,在这一过程中克隆体的基因染色体不可避免地会产生微小的缺陷。
科学家们近来才逐渐发现这些缺陷,以多利为例,随着科学家对多利的研究的越来越深入,他们常常为多利能够存活6年之久而感到震惊。
这一点,连号称“多利之父”的伊恩·威尔默特也承认,“我们至今仍很惊讶,我们的克隆试验能获得成功。”
10年来,共有15种哺乳动物被成功克隆,但克隆的成功率仍跟多利出生的时候差不多:只有2%~5%的克隆胚胎能够发育并顺利出生;而在出生的克隆体中,几百个中才能有一个像多利那样顺利成长,而绝大多数克隆体的寿命只有几天或几周。夺取它们生命的,就是克隆过程中造成的致命缺陷。
根本原因
过程导致基因缺陷
本报综合报道在整个克隆的过程中,克隆体是极为脆弱的,从在培养皿中等待细胞分裂开始,到在子宫内即将出生的时候,克隆体时时刻刻都有危险。多利就是277例克隆试验的唯一幸存者。
其实造成这种情况的原因很简单。哺乳动物的克隆是一个相当复杂的过程,它牵扯到至少3只动物,几百个卵子,以及几百个成熟的体细胞(而正常的繁殖,一个精子就足够了)。
成熟的体细胞含有整个生物体的所有遗传基因,克隆的过程就是打乱这个体细胞的生长程序,让它重新发育成一个胚胎。
完成这一步的过程被称为“细胞核移植”,这也是克隆过程中的最关键部分。“细胞核移植”的第一步是除去卵细胞的细胞核,然后将另一个成熟体细胞的细胞核移植进卵细胞(在多利的案例中,使用的体细胞是一只母羊的乳腺细胞)。经过电子和化学方法的刺激作用,这两个原本互不相干的组成部分“杂交”成一个类似胚胎的细胞。毫不奇怪,这一过程的成功机会很小。多利羊之父威尔默特曾说过:“这就像买彩票一样。”
科学家表示,大部分克隆过程中造成的缺陷,都是“DNA甲基化”的结果。在正常情况下,生物分子内的甲基物质可以规范DNA中遗传基因的顺序。但克隆的过程则是打乱了这个顺序。
克隆的过程就像把一部小说的所有词序都打乱,然后再把这些词句的顺序都恢复,让这部小说复原。在这种情况下,要想100%地复原,那几乎是不可能的。
不过,经过研究后科学家发现,克隆动物的这种天生缺陷并不会传给它们的下一代。如果让克隆动物跟正常动物进行交配,他们的后代是由精子和卵子自然结合而成的话,由于克隆造成的缺陷就不会遗传给它的下一代。
例如多利就顺利生下了5只小羊。此外,克隆牛、克隆鼠、克隆猪都有产下正常后代的记录。但是,克隆动物之间的交配,目前还没有成功生育后代的案例。
最新结论
克隆人根本不可能
本报综合报道从目前已经被克隆出的动物来看,最普遍的问题是所谓的“巨婴综合征”——刚出生的克隆体明显比正常的新生动物大,而且带有呼吸困难的症状。此外,为克隆体提供子宫的“代母”大都要经历更长的怀孕期,以及更为痛苦的分娩过程。
在威尔默特的克隆实验室里,曾经产生过很多畸形的克隆羊,其他科学家也曾报告说,他们的克隆动物存在大脑、心脏、肾脏等器官异常的情况。
不过哺乳动物本身拥有极强的自身调节能力,这就是为什么偶尔有克隆动物能逃过基因变异的劫难,像多利那样存活下来。
多利算是克隆动物中最幸运的一个。在它的一生中,只有两个基因变异造成的问题。一是它“晚年”患上的关节炎,另一个复杂一点——其细胞染色体“端粒”短小。端粒是DNA上的节点,它能决定细胞的寿命。一般来说,端粒越短,细胞的寿命越长。但多利的寿命并不长,其中的原因尚未解开。
在2003年,多利身上一种常见的细菌感染转化成肺部感染后,威尔默特为6岁的多利实施了安乐死。尸体检查显示,多利的其他身体功能皆为正常。
目前,克隆本身存在基因缺陷的事实,成为很多科学家强烈反对进行人类克隆的重要论据。杰尼策就是其中之一,他认为目前进行人类克隆是根本不可能的事情。
杰尼策表示:“人类生殖性克隆是绝对不安全的,这不是什么技术层面的问题,它在生物学意义上就不可行。克隆不可能重现正常胚胎的甲基化模式。”
克隆前景
治疗性克隆研究
本报综合报道 既然克隆技术如此艰难、花费巨大而且风险巨大,人们为何还要自寻烦恼?
法新社说,一个最具诱惑力的理由就是医学研究。对于做实验,克隆动物,比如克隆鼠,是非常有用的标准化工具。一头克隆哺乳动物,可以根据克隆设计,产出含有药用蛋白质的奶水。科学家们就带着这种目的培育出多利,希望多利的奶水能够挽救生命、缓解病痛。
科学家目前最大的目标是整套克隆人类胚胎干细胞。胚胎干细胞是人体的“万能细胞”,理论上可以发育成任何人体组织细胞。
科学家们相信,有朝一日,胚胎干细胞可以培育成再生组织,帮助修复脑细胞、神经、肾脏、肺和其他受损的器官组织。如果干细胞与病人自身的DNA(脱氧核糖核酸)相符合,将不会受到病人身体排斥。
正因为这个原因,大批资金涌向克隆研究,人们希望克隆技术可以治疗癌症、心脏病、阿尔茨海默氏症(早老性痴呆症)等病症。
克隆人体胚胎干细胞也面临强烈的反对呼声。一些宗教组织明确反对使用人体胚胎细胞组织,认为这些组织与生命具有相同价值。
但目前来说,具有病人基因特征的克隆胚胎干细胞仍未获得成功培育。韩国的黄禹锡研究小组2005年宣布成功克隆出世界上首批与病人基因相符的胚胎干细胞系,但今年1月被证实其研究数据造假。
黄禹锡造假事件对胚胎干细胞克隆研究的打击非常大。不过今年6月,美国哈佛大学宣布将启动用于治疗目的的人类胚胎干细胞克隆研究项目。这是美国首次启动不带商业背景的人类胚胎干细胞克隆研究。哈佛大学的这一行动为美国开展治疗性克隆研究打开了一扇门。
克隆的伦理争议
本报综合报道克隆羊多利诞生之后,虽然科学界为这一重大科学突破欢呼,但也引发了关于克隆的伦理争议。伦理学家、宗教界人士和动物权益保护组织明确反对克隆人、克隆动物。
关于克隆人的伦理争议,首先来自技术上的担心。许多国家目前已成功掌握了动物克隆技术,但成功率仅为2%左右,而且一旦操作失误,克隆出的动物很可能出现先天性残疾甚至早夭。将这种极不成熟的技术应用于人类,是“非常不人道的”,如果被克隆的人出现生理缺陷,克隆者则难逃罪责。
克隆人违背人类尊严
其次,克隆人的出现给人类自身存在带来了巨大冲击。伦理学家认为,克隆人将侵犯人的独特性,违背人类的尊严,可能造成社会关系的混乱和社会身份的危机等。
关于克隆人的问题有很多,比如克隆人是否会干扰或阻断人类以后的进化过程并最终危及人类的存在?被克隆出来的人,究竟是人还是一个由人类制造的产品?它是否应当和正常人一样,拥有同等的社会权利和社会义务?另外,人类该怎样对待那些被克隆出来的“残次品”?
对于以上这些问题,目前的克隆技术都无法作出回答。
此外,在西方社会影响巨大的基督教势力也是克隆的最大反对者。因为按照基督教教义,无性繁殖是一种亵渎神灵的行为。
事实上,多利诞生之后,便立即受到了罗马教皇措辞激烈的指责。其后,当时的美国总统克林顿及法国总统希拉克等政治家也表示出不满。
克隆的法律限制
本报综合报道随着克隆羊多利的诞生,引起了国际社会对克隆技术可能被用于克隆人自身的广泛关注。有关禁止克隆人的国内法和国际条约、宣言开始出现,总的趋势是禁止克隆人的行为。
1997年11月11日,联合国教科文组织通过了《人类基因组和人权的宣言》。其中明确指出,繁殖性克隆人类自身,是一种违反人类尊严的行为,应被禁止。1998年1月12日,欧洲理事会通过了《禁止克隆人的议定书》。美国政府在克林顿当政时就下令禁止动用联邦资金资助克隆人研究。
中国反对进行克隆人研究
德国早在1990年的《遗传工程法》中就禁止克隆人研究。此外,法国、意大利、英国、加拿大、日本、丹麦、西班牙、葡萄牙、巴西、阿根廷、澳大利亚等国都表示禁止克隆人类。克隆羊多利诞生后,我国当时的卫生部长陈敏章明确表示中国反对进行克隆人研究。
不过,近年来随着治疗性克隆技术的发展,国际社会对于克隆研究的法律限制也发生了变化。
2005年3月,第59届联大以84国赞成、34国反对、37国弃权的结果,批准了《联合国禁止人的克隆宣言》,由于在这个宣言中“禁止一切形式的人的克隆”含义模糊,可解读为禁止生殖性克隆,也可解读为禁止治疗性克隆。因此,比利时、中国、英国、新加坡等34国投了反对票。
中国代表在58届和59届联大讨论反对克隆人问题时,一再重申:中国政府坚决反对克隆人,但支持治疗性克隆研究,因为它有利于人类健康事业,在严格管理和控制下可造福人类。 |
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